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1、第十二章 滑動軸承12-1 滑動軸承概述12-2 滑動軸承的結構12-3 滑動軸承的失效形式及常用材料12-4 滑動軸承的潤滑材料和潤滑方法12-5 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算12-6 液體動力潤滑徑向滑動軸承的計算12-7 其它形式滑動軸承簡介學習要求 了解滑動軸承的特點和應用場合重點 掌握不完全液體潤滑滑動軸承和液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計原理和設計方法 軸瓦材料及選用 了解滑動軸承的典型結構、軸瓦材料及選用原則 不完全液體潤滑滑動軸承的設計原準則和設計方法難點 液體動力潤滑徑向滑動軸承的設計概述軸承的作用是支承軸 具有一定的強度和剛度 具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活 保證軸的回
2、轉精度 軸承的作用 軸承的分類（按摩擦性質）滾動軸承和滑動承軸 軸承應滿足的基本要求概述 按受載方向不同分為 按潤滑狀態(tài)不同分為徑向軸承（向心軸承）：承受徑向力推力軸承（止推軸承）：承受軸向力徑向止推軸承（向心推力軸承）：同時承受徑向力和軸向力不完全液體潤滑滑動軸承液體潤滑滑動軸承動壓潤滑靜壓潤滑 滑動軸承的分類自潤滑軸承 概述 滑動軸承的摩擦狀態(tài)邊界摩擦：極限狀態(tài)、邊界膜作用液體摩擦：兩表面完全隔開非液體摩擦（混合摩擦）：部分固體凸峰接觸干摩擦：兩表面直接接觸干摩擦液體摩擦邊界摩擦 對于要求低摩擦的摩擦副，液體摩擦是比較理想的的狀態(tài)，維持邊界摩擦或混合摩擦是最低要求 對于要求高摩擦的摩擦副，
3、則希望處于干摩擦狀態(tài)或邊界摩擦狀態(tài)概述 高速、高精度、重載的場合；如汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、機床等 極大型的、極微型的、極簡單的場合；如自動化辦公設備等 受沖擊與振動載荷的場合；如軋鋼機 結構上要求剖分的場合；如曲軸軸承 承載能力大，耐沖擊 工作平穩(wěn)，噪音低 結構簡單，徑向尺寸小 滑動軸承的特點 滑動軸承的特點應用場合 滑動軸承的結構一、徑向滑動軸承的結構整體式徑向滑動軸承 特點：結構簡單，成本低廉 應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔磨損后軸頸與軸承孔之間的間隙無法調整；只能沿軸向裝拆常用的滑動軸承已經標準化，可根據使用要求從有關手冊中合理選用 滑動軸承的結構剖分式
4、（對開式）徑向滑動軸承 便于軸的安裝，間隙可調整，但結構復雜，應用比較廣泛對開式軸承(整體軸套)螺栓軸承蓋軸承座油杯座孔螺母套管上軸瓦下軸瓦對開式軸承(剖分軸套) 剖分面的垂線與徑向力的夾角不得大于35，否則，采用45傾斜剖分式 滑動軸承的結構3調心式徑向滑動軸承 特點：軸瓦能自動調整位置，以適應軸的偏斜 調心式軸承必須成對使用球面配合 當軸傾斜時，可保證軸頸與軸承配合表面接觸良好，從而避免產生偏載 主要用于軸的剛度較小，軸承寬度較大的場合滑動軸承的結構二、止推滑動軸承的結構FaFaFaFa止推滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有： 環(huán)形軸端：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條
5、件比實心式好。 單止推環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面作為止推面，結構簡單，潤滑方便， 可承受雙向軸向載荷。廣泛用于低速、輕載的場合。 多止推環(huán)式：承載能力大，可承受雙向軸向載荷，但各環(huán)間載荷分布 不均勻環(huán)形軸端單止推環(huán)式多止推環(huán)式止推滑動表面的基本尺寸表121滑動軸承的結構三、軸瓦按構造分類按材料分類整體式（又稱軸套） 不便于裝拆，可修復性差 剖分式（對開式）安裝和拆卸方便，可修復 單材料如黃銅，灰鑄鐵等制成的軸瓦 多材料以鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦基體，在其表面澆鑄一層或兩層很薄的減摩材料（稱為軸承襯） 單材料、整體式厚壁鑄造軸瓦多材料、對開式厚壁鑄造軸瓦 軸承襯的厚度很小，通常不超過 6 mm 軸瓦的
6、形式和結構 滑動軸承的結構多材料、整體式、薄壁軋制軸瓦多材料、對開式薄壁軋制軸瓦 滑動軸承的結構 滑動軸承的結構 軸瓦的定位目的：防止軸瓦沿軸向和周向移動。凸緣定位唇軸 瓦圓柱銷軸承座軸瓦一端或兩端做凸緣；定位唇（凸耳）軸向定位方法有：（也可做軸向定位）周向定位方法有：緊定螺釘銷 釘緊定螺釘 滑動軸承的結構 油孔、油槽及油室油孔、油槽開設原則：單軸向油槽開在非承載區(qū)（在最大油膜厚度處）2）對液體動壓潤滑軸承，油槽應開在非承載區(qū)1）油槽沿軸向不能開通，以防止?jié)櫥蛷亩瞬看罅苛魇?）對混合潤滑軸承，油槽應盡量延伸到最大壓力區(qū)附近油孔油槽油室為把潤滑油導入軸承的工作面，在軸瓦上開設油室還起儲油和穩(wěn)定
7、供油的作用，用于大型軸承雙軸向油槽開在非承載區(qū)（在軸承剖分面上） 滑動軸承的結構不完全液體潤滑軸承油槽形式軸向油槽對軸承承載能力的影響 滑動軸承的失效形式及常用材料汽車用滑動軸承故障原因的平均比率一、滑動軸承常見失效形式此外還可能出現氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動磨損等失效形式故障原因不干凈潤滑油不足安裝誤差對中不良超載比率38.311.115.98.16.0故障原因腐蝕制造精度低氣蝕其它比率5.65.52.86.7 軸承表面的磨粒磨損刮傷疲勞剝落膠合腐蝕 滑動軸承的失效形式及常用材料磨損及膠合點蝕及金屬剝落 滑動軸承的失效形式及常用材料二、滑動軸承的材料軸承材料是指軸瓦和軸承襯的材料 減摩性、
8、耐磨性、耐蝕性要好； 抗膠合能力強，導熱性、散熱性好；順應性：材料通過表層的彈、塑性變形來補償軸承滑動表面接觸不良 的能力嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動的刮傷和磨粒磨損的性能磨合性：軸瓦與軸頸表面應易于磨合，從而改善摩擦面的接觸狀況 對軸承材料性能的要求： 具有足夠的強度，主要包括疲勞強度和抗壓強度； 具有良好的適應性，主要包括： 常用材料（見表122） 滑動軸承的潤滑材料和潤滑方法一、潤滑材料1. 潤滑油1) 特點：有良好的流動性，可形成動壓、靜壓潤滑或邊界潤滑2) 特性 粘度：流體抵抗變形能力，衡量流體內摩擦阻力大小的指標粘度 摩擦力發(fā)熱 yuAF工業(yè)上常用運動粘度：sm
9、/2對于層流（牛頓流體） 動力粘度 運動粘度 v我國采用恩氏粘度( E Et t ) ) 條件粘度 滑動軸承的潤滑材料和潤滑方法 特點： 無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜 適用場合 ：難以經常供油，或低速重載以及往復擺動的軸承3）適用場合：混合潤滑軸承和液體潤滑軸承4）選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度轉速高、壓力小時，油的粘度應低一些；反之，粘度應高一些高溫時，粘度應高一些；低溫時，粘度可低一些2. 潤滑脂根據軸頸直徑 d 和軸的轉速 n 查表124確定（不完全液體潤滑軸承）查表41確定（液體動壓軸承） 潤滑性（油性）油吸附于摩擦表面的性能，邊界潤滑取決于油的吸附能力，此外,還有還有極壓性、閃
10、點、燃點等 滑動軸承的失效形式及常用材料1） 固體潤滑劑 用于有特殊要求的場合，如要求環(huán)境清潔、真空或高溫等常用的有：二硫化鉬，碳石墨，聚四氟乙烯等 使用方法： 涂敷、粘結或燒結在軸瓦表面 當壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小的潤滑脂；反之，選擇針入度大的潤滑脂 所用潤滑脂的滴點，一般應較軸承的工作溫度高約2030，以免工作時潤滑脂過多地流失根據軸承的壓強、圓周速度和工作溫度選擇潤滑脂， 見表1233. 其它潤滑材料 滲入軸承材料中或成型后鑲嵌在軸承中使用 或調配到潤滑油和潤滑脂中使用 潤滑脂的選擇原則 滑動軸承的失效形式及常用材料2） 水主要用于橡膠軸承或塑料軸承3） 固體潤滑劑如：汞、液態(tài)
11、鈉、鉀、鋰等，主要用于宇航器中的某些軸承4） 氣體主要是空氣，只適用于輕載、高速軸承二、潤滑方法指將潤滑劑送入軸承的方法，主要有：1）壓力潤滑2）滴油潤滑3）油浴飛濺潤滑4）旋蓋式注油油杯（用于脂潤滑）5）油環(huán)潤滑7）油繩潤滑8）壓注油杯潤滑等6）油墊潤滑 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算 速度低、載荷大、有沖擊或間歇運轉的滑動軸承；以及脂潤滑、油繩潤 滑及滴油潤滑的軸承，工作中處于邊界潤滑或混合潤滑狀態(tài) 計算目的：保護邊界膜不破裂 計算內容： 限制壓強 p 、pv 值、滑動速度v不超過許用值 對于邊界膜的強度，目前尚無完善的計算方法，常進行條件性計算一、徑向滑動軸承的計算 已知條件：徑向載荷F
12、 (N)、 軸頸轉速n (r/mm)、 軸頸直徑d (mm) 限制軸承的平均壓強 p式中：B軸承寬度（ mm ） p軸瓦材料的許用平均壓強（MPa），查表122 pdBFpBdF 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算限制軸承的值 pv式中：v 軸頸的圓周速度（m/s）驗算滑動速度 v (m/s)100060dn式中：pv材料的許用滑動速度，見表122軸承孔與軸頸的配合一般可選H9/d9或H8/f7、H7/f6 p、v、 pv 的選擇 表12-2pv 軸承材料的許用值（MPam/s），），見表12219100100060pBFndnBdFp 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算二、止推滑動軸承的計算限制平均
13、壓強 p式中：d2、d1止推軸承環(huán)形接觸面的外徑和內徑Z止推環(huán)數p許用平均壓強（MPa） Z1時，查表125 Z1時，表中值降低50（考慮到各環(huán)受力不均）Fad1d2)(42122pZddFp 不完全液體潤滑滑動軸承設計計算212dddm注意：設計時液體動壓潤滑軸承，常按上述條件性計算進行初步計算 （動壓潤滑軸承在起動和停車階段，往往也處于混合潤滑狀態(tài)） 2限制pv 值式中：v止推環(huán)平均直徑 dm處的圓周速度pvZ1時，查表125Z1時，表中值降低50pndZddFpma100060)(42122pmaxOxyh0hh0h0exeep=0pexeh0h0exeep=0pexeh0h0exeep=0pexe 100000r/min)、低摩擦損失、無污染、承載能力低應用：高速磨頭、高速離心分離機、原子反應堆等場合 其他形式滑動軸承五、磁懸浮軸承(電磁軸承)原理：電磁鐵中產生的電磁力使轉子穩(wěn)定地懸浮在平衡位置附近特點： 1.可獲得較高轉速 2.摩擦功耗小 3.高壽命、高可靠性 4.不需要潤滑 5.對環(huán)境的適應性好 6.可控制、可測試、可診斷、可監(jiān)測應用：運動精度要求較高的旋轉和往復運動機械
第十二章滑動軸承
